Zullen hoge-resolutieradar en lidar de auto's van morgen veiliger maken?

Er is een probleem met een van de veiligheidssystemen in de Nissan Sentra 2018: Het werkt niet.

Laat me het verduidelijken: er is een probleem met een van de veiligheidssystemen in veel nieuwe Nissans, waaronder Sentras, Altimas, Muranos en Pathfinders, en in veel auto's die tegenwoordig op de weg zijn van andere grote merken, en het onderstreept een fundamenteel probleem met moderne mobiliteit: Nu auto’s steeds afhankelijker worden van technologieën als radar, lidar en camera’s, worden de beperkingen van deze bestaande systemen steeds groter. overduidelijk.

“Autoradarsystemen zijn kortzichtig”, aldus het vakblad Magnetrons en RF schreef onlangs. “Ze missen de resolutie om objecten dichtbij het voertuig te onderscheiden, terwijl weggegooide frisdrankblikjes en andere metalen voorwerpen valse alarmen kunnen veroorzaken die het risico op ongelukken vergroten. Ze hebben ook moeite om informatie snel genoeg te verwerken voor snelwegritten.”

Dat lijkt ideaal voor een cruciale veiligheidsfunctie, toch? Nauwelijks.

We hebben het specifiek over het waarschuwingssysteem voor frontale botsingen in de Sentra 2018, en de reeks rijhulpfuncties die de bestuurder beschermen; Nissan noemt het een Safety Shield, en zei in mei dat zes modellen – grofweg 1.000.000 Nissans in totaal – standaard een automatisch noodremsysteem zullen hebben. AEB vertrouwt op de radar in de voorgrille om obstakels voor de auto te detecteren, te waarschuwen voor mogelijke botsingen en op de rem te trappen als de bestuurder dat niet kan. Jammer het werkt niet goed. Een probleem met de door Bosch gebouwde radarmodule is dat sommige sensoren tijdens ritten keer op keer worden uitgeschakeld, met een luide pieptoon en een paar oranje waarschuwingen die fel uit de instrumentenconsole komen.

Andere ogen voor de voertuigen van vandaag, waaronder videocamera's en lidar, hebben hun eigen problemen. Het probleem van sensoren is alomtegenwoordig in alle modellen en in de auto-industrie – en nieuwe technologie kan de oplossing zijn.

Hier komt “radar met hoge resolutie”

Videocamera's zijn tweedimensionaal en kunnen geen diepte detecteren - en daarom niet echt handig als het gaat om het spotten van een voetganger op het zebrapad voor u. Dat is waar radar in beeld komt, en zijn driedimensionale kaartvaardigheden. Het punt is: radar is in tientallen jaren niet echt veranderd. Ken je dat vegende, pingelende ding dat luchthaventorens gebruiken? Ja, radar. En experts zijn verdeeld over de vraag of het goed genoeg is voor de precisie-eisen van auto's.

“Voor de huidige veiligheidsrichtlijnen… radar is absoluut voldoende”, vertelde Kamal Khouri, VP Advanced Driver Assistance Systems bij NXP Semiconductors, aan Digital Trends. “Hoewel de radar een gedetecteerd object misschien niet kan classificeren, heeft hij wel het vermogen om objecten op grote afstand te detecteren en de reisrichting en snelheid ervan te bepalen. Dit is niet iets wat een camera kan doen.”

NXP is de wereldleider op het gebied van radarsystemen voor auto's, maar zelfs Khouri is bereid de tekortkomingen van radar te erkennen. In een interview met Connected Car Magazine merkte hij op dat “de zwakte van de autoradar vandaag de dag de resolutie is en het vermogen om objecten duidelijk te identificeren en te classificeren. Een radarsysteem van vandaag kan je vertellen dat er een object aanwezig is, maar kan je niet vertellen wat het object is.”

Maar net als muziek en tv ervoor gaat radar naar high-definition, dankzij een nieuwe generatie startups die misschien het antwoord hebben op een probleem waarvan je niet eens wist dat je auto het had. Betreed radar met hoge resolutie. Maar wat is het precies?

Volgens Roger Keen, Radar Segment Manager bij NXP, betekent radar met hoge resolutie verbeteringen in een aantal belangrijke kenmerken: bereik, doppler en azimut of hoek.

“Laten we kort kijken naar de hoekresolutie”, vertelde Keen aan Digital Trends. “Voor autonome voertuigen is de verbetering van de hoekresolutie het meest merkbaar omdat het niet alleen radarsystemen mogelijk maakt onderscheid twee objecten op hetzelfde bereik, maar het stelt radarsystemen ook in staat een voetganger te onderscheiden van een licht voertuig grote vrachtwagen. Dit is uiteraard erg belangrijk bij het ontwerpen van sensorsystemen voor de autonome voertuigen van morgen.”

Daarom werkt NXP aan eigen chips met hoge resolutie. Op CES in 2018 kondigde het bedrijf de MR3003 Radarzendontvanger, een onderdeel met hoge resolutie dat speciaal is ontworpen voor automobieltoepassingen. Maar een hele reeks startups willen de zittende reus uitdagen in de race naar hoge resoluties.

Er is een bedrijf gebeld Onder dat samen met onderdelenleverancier Magna hebben bouwde een radar met hoge resolutie, Bijvoorbeeld. Het heet ICON RADAR en “helpt de kloof tussen niveau 3 en niveau 5 te dichten om volledig betrouwbaar autonoom rijden te bereiken”, schrijven de bedrijven.

Dan is er Geestgolf, wat een revolutie teweegbrengt in de radar – dat kun je zien omdat dat de titel is van de startpagina van het bedrijf, dus het moet waar zijn (dat is sarcasme, als je het niet zeker wist). En Oculii, dat solid-state HD-radar maakt die afhankelijk is van geavanceerde signaalverwerking en een duizelingwekkende reeks modewoorden om... nou ja, je begrijpt het wel.

Digital Trends heeft contact opgenomen met een aantal van deze geheimzinnige startups, en geen van hen wilde meedoen aan dit verhaal – misschien een poging om ‘bedrijfsgeheimen’ te beschermen. Het kan ook een signaal zijn dat HD-radar nog steeds slechts een idee is in een map op het bureau van iemand in de marketing. Maar er kan een andere oplossing zijn.

Kan Lidar het probleem oplossen?

Lidar wel zoals radar, maar dan met lichtstralen in plaats van geluidsgolven, en systemen voor de hedendaagse auto’s bestaan ​​uit grote draaiende emmers die op het dak staan ​​en duizenden dollars per stuk kosten. Je voertuig heeft er meerdere nodig om een ​​3D-beeld te schetsen van de weg die voor je ligt, maar dat lijkt niet echt een praktische oplossing, toch? Veel bedrijven proberen dus nieuwe dingen, met name solid-state apparaten die dramatisch krimpen en geld besparen. Maar zijn ze beter?

“Zeker, geen van hen komt zelfs maar in de buurt van het daadwerkelijk voldoen aan de belangrijkste prestatiespecificaties die werkelijk vereist zijn”, zegt Austin Russell, oprichter en CEO van Luminair, vertelde ons eerder deze zomer. “Als je een solid-state lidar van $ 100 wilt, kun je naar Best Buy gaan en er een kopen. Het is een golfafstandsmeter. Zeker, het kijkt technisch gezien tot een paar honderd meter – vertelt je hoe ver weg de vlag is. Maar geldt dat ook voor autonome auto’s? Absoluut niet."

Russell heeft jaren besteed aan het bedenken van een beter systeem, waarbij hij alternatieve chemie gebruikte en de fysica van lidar heroverwoog met een compleet andere golflengte van licht. De uitdaging is dat er geen kant-en-klare componenten direct verkrijgbaar waren. Dus Luminar heeft ze gebouwd. Allemaal.

“In plaats van naar onze fabriek in San Jose te gaan en wat silicium fotodiodes en wat 905-nanometer lasers van dezelfde leveranciers waar iedereen ze koopt, moesten we deze 1550-nanometer lasers maken van kras. Je weet wel, ontwerp ze. We moesten ons eigen speciale materiaal maken: indium-galliumarsenide-fotodiodes, dat is het materiaal dat je moet gebruiken om dit te zien golflengte van licht, je kunt geen silicium meer gebruiken, wat heel gemakkelijk te gebruiken is... we moesten zelfs onze eigen chips maken voor de systeem."

De chips van Luminar kunnen de bestaande lidar-sensoren verbeteren, maar betekent dit dat autofabrikanten op een dag het aantal sensoren kunnen terugschroeven – vooral als, zoals we hebben gezien, radar misschien niet zo goed werkt?

Voorlopig: geen oplossing op de radar

Net als bij een gezond ontbijt moeten auto’s over een balans van verschillende sensoren beschikken. Radar zal van cruciaal belang blijven, zeggen experts, maar auto’s zullen steeds vaker afhankelijk zijn van lidar.

“Je hebt een combinatie van camera’s, radar en lidar nodig om een ​​zelfrijdend systeem te creëren”, zegt Jada Tapley, VP Advanced Engineering bij Aptiv, vertelde ons eerder dit jaar.

“De industrie gebruikt niet voor niets drie sensorsystemen”, vertelde Khouri aan Connected Car Mag. “Dat komt omdat geen enkel systeem compleet is in zijn vermogen om autonoom rijden of ADAS-functies (advanced driver-assistance systems) mogelijk te maken. Alle systemen – camera, LiDAR, radar – hebben hun eigen sterke en zwakke punten.”

En gezien de huidige zwakke punten lijkt technologie een beperkende factor te zijn, zowel in veiligheidssystemen als AEB als in de zoektocht naar volledig autonome voertuigen. Houd er rekening mee dat ingenieurs nog steeds naar een oplossing racen – en dat je misschien wat minder agressief moet racen.

Aanbevelingen van de redactie

• Testritten en winkelen via mobiele telefoons maken of breken de autoverkoop voor Amerikaanse Hispanics
• Dit radarsysteem zou eindelijk een einde kunnen maken aan de dood van kinderen in hete auto's
• Tesla Model S-politieauto raakt bijna zonder elektriciteit tijdens een snelle achtervolging
• De hightech ijscowagen van Nissan verwijdert de dampen van uw bestelling
• Hoe de ‘onzichtbaar-tot-zichtbare’ technologie van Nissan de weg zou kunnen vrijmaken voor autonome auto’s